[发明专利]一种焊接机器人正弦摆焊的启停抖动削弱方法

说明书

本发明公开了一种焊接机器人正弦摆焊的启停抖动削弱方法，包括以下步骤：根据焊缝轨迹和行进方向的规划求得焊接总时间；选取焊接机器人合理的启动时间和停止时间；确定焊接机器人正常过程中的正弦摆焊轨迹；焊接时间小于启动时间时，焊接机器人进行启动修正过程；焊接时间大于停止时间时，焊接机器人进行停止修正过程。焊接机器人启动修正过程和停止修正过程通过调节修正函数，调整焊接机器人正弦摆焊启停时刻的位移、速度、加速度，避免冲击抖动，减少对焊接机器人的机械损伤，大大提高焊接机器人的使用寿命。通过工程实践经验设定的固定的启停时间，计算方便，应用广泛，可以明显提高焊接机器人的启停抖动削弱效果。

技术领域

本发明涉及一种焊接机器人的摆动焊接抖动抑制方法，具体说是一种焊接机器人正弦摆焊的启停抖动削弱方法。

背景技术

焊接机器人的摆动焊接(简称摆焊)是焊枪沿着焊缝方向行进同时纵向以一定规律摆动的焊接方式。它提高了焊接强度和焊接效率，在自动化焊接技术中得到广泛的应用，具有实际工程意义。焊接机器人的正弦摆焊是指焊枪末端沿着焊接方向做连续的正弦运动，并不断沿着焊接方向进给，从而实现摆焊的一种焊接方式。它使得焊接机器人关节运动非常光滑，同时根据不同应用场合调整摆幅和频率，可以明显提高焊缝的强度和韧性，在焊接工艺中具有广泛的应用。

机器人在焊接作业过程中首先要求运动平稳，否则可能会出现焊料堆叠的现象，导致加工轨迹的精度差。影响运动平稳性的因素主要是机器人抖动，一般机器人控制器均配置了振动抑制功能，对于光滑的给定速度信号，非恶劣姿态的轨迹基本能达到抑振效果。然而对于正弦摆焊，由于正弦曲线固有的一些特性，若不加以处理，焊接机器人正弦摆焊启停时摆动方向的速度或位移或加速度有突变，会造成冲击抖动。

发明内容

针对以上提出的不足问题，本发明提出一种焊接机器人正弦摆焊的启停抖动削弱方法，通过对焊接机器人摆动方向的正弦摆焊速度和加速度进行处理，选取合理的启动时间和停止时间修正启停过程焊枪的正弦轨迹从而平稳焊接速度和加速度的方式，计算简单易于实现，削弱了焊接机器人正弦摆焊启停的抖动，减少了对机械的损伤，提高了精度，改善了焊接工艺。本发明方法对焊接机器人正弦摆焊方向启停阶段速度和加速度的较大冲击进行处理，目的是减少对机器人的机械损伤，提高加工轨迹的精度，提高其有益效果。

本发明提出一种焊接机器人正弦摆焊的启停抖动削弱方法，其步骤如下：

定义焊接机器人的焊枪沿着焊缝方向前进的方向为行进方向，其纵向方向摆动平面上的行进放向为摆动方向。焊接机器人的正弦摆焊轨迹，可通过对行进方向和摆动方向的综合规划叠加获得。

步骤1.确定焊接机器人的正弦摆焊轨迹

假定焊枪摆动方向正弦函数为s＝Asin(2πft)，其中，正弦摆幅A，正弦摆动频率f，焊接时间t。

根据位移、速度、加速度之间的关系，得到焊接机器人正弦摆焊的位移、速度、加速度公式：

根据正弦曲线的特性，当t＝0时，

启动时刻焊接机器人的正弦摆焊速度为较大的值，会造成焊接机器人速度冲击的抖动。

步骤2.启动过程抖动削弱处理